Светодиодные лампы: состав и длина волн

Светодиодные лампы, сильно отличаются от обычных ламп накаливания, галогенных и люминесцентны. Такой тип считается самым современным и более эффективным. Источником являются светодиоды. Стоимость существенно отличается от стоимости лампы накаливания. Это связано с более сложным устройством, эффективностью и более долгим сроком эксплуатации. Еще одним положительным моментом является то, что она более безопасна для окружающего мира и, соответственно, человека. Основными характеристиками являются мощность, нагрев, срок эксплуатации и прочность конструкции.

При сравнении люминесцентной и светодиодной лампы видно, что второй вариант потребляет в семь раз меньше энергии. Нагрев может показать, насколько эффективно она использует потребляемую энергию. Если при работе сильно нагревается, то это говорит о том, что большая часть энергии тратится на нагрев, а не на освещение. Показатели самые лучшие при сравнении с другими видами.

Внутреннее устройство светильника

• Материалы, которые используют при их изготовлении, а также мощность самих светодиодов зависит от двух факторов:
• Размер
• Мощность
• Срок службы зависит от того, насколько точно рассчитана ее конструкция. Они бывают разных форм, но элементы, из которых она состоит, будут одинаковыми.

Состав лампы

Чипы, которые являются основной частью лампы, выполняют главную функцию. От качества зависит срок службы. Здесь есть небольшой минус. Если хоть один чип сломается, то перестанут работать и остальные. В одной лампе может быть, как одна лампочка, так и несколько десятков. Это зависит от самой лампы (её размеров и мощности потребляемой электроэнергии).

• Радиатор – это ещё один очень важный элемент лампы. Его функция состоит в отведении тепла, соответственно в уменьшении температуры, от той части лампы, где установлены чипы. Материалом, из которого изготовляют радиатор, является алюминий или же различные сплавы. Радиатор состоит из огромного количества маленьких пластиночек. Их основной функцией является увеличение теплопроводности.
• Печатная плата – это элемент прибора, который находится между чипами и радиатором. Изготовляется, в основном, из сплава металла алюминия. Алюминий – это метал обладающий высокой электропроводностью и теплопроводностью. Именно поэтому он используется при изготовлении печатной платы. Главной функцией этого элемента является отведение тепла от светодиодов к радиатору. Таким образом, печатная плата снижает температуру лампу. А температура в свою очередь является важным показателем эффективности работающей лампы.
• Драйвер – это элемент, содержащийся в приборе. Основной задачей драйвера является преобразование переменного тока в постоянный. Следовательно, драйвер стабилизирует напряжение, которое подается светодиодам.
• Конденсатор – это составная часть драйвера. Этот элемент нужен для сглаживания и стабилизации напряжения.
• Цоколь – элемент, с помощью которого лампа прикрепляется к патрону. В основном на производствах выполняется из латуни, а покрывается никелем. Потому что никель обеспечивает отсутствие коррозии.
• Полимерное основание цоколя — часть, которая служит для защиты корпуса от резкого переменного электрического тока.
• Рассеиватель – элемент, от которого зависит форма. Служит для более равномерного рассеивания света, который исходит от чипов. В лампах накаливания рассеиватель, который состоит из стекла, очень быстро нагревается, а светодиодных нет. Эта часть не нагревается, потому что в производстве используются самые разные виды пластика. Благодаря этому она останется целой после падения с некоторой высоты.

Маркировка изделий

При покупке нужно внимательно изучить маркировку. Это важно потому что на ней указываются все основные характеристики: яркость света, мощность, стоимость, срок эксплуатации.

Маркировку обычно размещают на коробке, в которой находится нужное устройство.

• Первое, что всегда указывается на упаковке, это мощность. Мощностью прибора называют величину, показывающую, какое количество тока использует за промежуток времени (обычно за час). Если указана мощность равная двадцати ваттам (20 Ватт), то за час совершаемой работы тратит двадцать ватт. Часто на упаковках указывается срок службы. При этом нужно помнить, что если производитель указал: срок службы – 30 000 часов, то это очень приблизительная величина. Ведь срок службы зависит от множества факторов: стабильности электрического тока, среды, в которой она находится, качества самого прибора.
• На упаковке обязательно должен быть класс энергоэффективности. Классы А+ и А++ показывают очень высокую эффективность. В маркировке качественной лампы содержится цветовая температура. Обычная температура и цветовая температура являются совершенно разными величинами. Обычная температура показывает степень нагревания. Цветовая температура, в свою очередь, указывает цвет, который излучает данный прибор. Низкая световая температура указывает на желтые и теплые цвета излучения, а высокая говорит о том, что это будут белые, голубые и холодные цвета.
• Яркость светового потока измеряется в люменах. Такой параметр, как поток указывает на яркость. Нормальной яркостью является величина равная 45-300 люмен. Ещё на маркировке должны указывать параметры сети питания, к которой подключается прибор. Напряжение до 240 вольт может выдержать.

Таблица длин волн светодиодов

Человек может различать цвета только потому, что они имеют разные длины волн. Длина волны измеряется в нанометрах (нм). Глаз человека может различать цвета света с длиной волн от 380 до 760 нанометров.

Источник

Таблица цветов светодиодов (по длине волны, нм/nm)

Человеческий глаз различает цвета благодаря тому, что они имею разные длины волн (частоты). Длину волны измеряют в нанометрах (nm / нм).

Чувствительность человеческого глаза к излучению (свету) зависит от длины волны. , при этом максимум чувствительности приходится на 555 нм, в зелёной части спектра. Поскольку при удалении от точки максимума чувствительность спадает до нуля постепенно, указать точные границы спектрального диапазона видимого излучения невозможно. Обычно в качестве коротковолновой границы принимают участок 380—400 нм (790—750 ТГц), а в качестве длинноволновой — 760—780 нм (395—385 ТГц) [1][3]. Электромагнитное излучение с такими длинами волн также называется видимым светом, или просто светом (в узком смысле этого слова).

Часто вместе с цветом, излучаемым светодиодами, указывается длина волны в нм или nm. Например «светодиод синий, 440 nm «. Длина волны позволяет точно подобрать светодиодные изделия одного цвета (если, конечно, она вообще указана и указана корректно).

Человеческим глазом воспринимается электромагнитное излучение с длиной волны от 380 до 760 нм. Его называют видимым светом, или просто светом (в узком смысле этого слова).Длины волн света, видимого или воспринимаемого человеком, лежат в диапазоне 380 — 760 нм.

Цвет	Диапазон длин волн, нм / nm
Ультрафиолетовый (не видимый)	10 — 390
Фиолетовый	390 — 450
Синий	450 — 480
Голубой	480 — 510
Зелёный	510 — 555
Желто-зеленый	555 — 575
Жёлтый	575 — 585
Оранжевый	585 — 620
Красный	620 — 760
Инфракрасный (не видимый)	760 — 880

Видимые и невидимые (ультрафиолетовая и инфракрасная) части спектра

Источник

Длина волны света, что это?

Что нужно знать и понимать прежде чем устанавливать цветные светодиодные светильники? Какая длина волны света подойдёт под конкретный интерьер?

Выбрав себе, к примеру, жёлтую LED-ленту, покупатель не имеет гарантии на то, что она в реальности будет светить ему не чисто жёлтым цветом, а с более выраженным красноватым оттенком, почти уже оранжевым цветом. Это происходит по тому, что мы привыкли ориентироваться в цветах и оттенках излучаемого света по их названиям, а не по точным числовым значениям длины волны. Каждый, уважающий себя и своих покупателей, производитель указывает длину волны света, который даёт его изделие. Как правило, это не конкретная цифра, а диапазон значений «от и до».

Что такое длина волны света?

Говоря научным языком, это показатель расстояния между двумя гребнями волнового колебания излучаемого света. И в видимом нашими глазами спектре это очень маленькие величины, которые измеряется в нанометрах (нм). От длины волны будет зависеть то, какого цвета мы увидим излучаемый свет.

Взгляните на цветную шкалу:

Для современных интерьеров всё чаще применяют цветные осветительные приборы и самые популярные из них это цветные светодиодные ленты. Цветные LED ленты можно разделить на две группы: многоцветные RGB ленты с изменяемыми оттенками любого цвета и монохромные цветные LED ленты, у которых только один неизменный цвет свечения.

Современные модели многоцветных светодиодных лент имеют дополнительные ряды светодиодов с белым цветом свечения для универсальности применения в светодизайне. Они имеют названия RGBW и RGBWW+W, что означает наличие в них дополнительных диодов с тёплым и холодным оттенком белого цвета.

Цветное светодиодное освещение становится всё более популярным. Цвет в освещении и интерьере это гибкий инструмент, с помощью которого, мы можем привлечь внимание и добавить нужный интересный акцент, а самое главное — создать необходимую атмосферу. Работая с цветными LED лентами в освещении интерьера, помните об индивидуальных свойствах каждого из цветов, учитывая уже имеющиеся доминирующие цвета в интерьере:

Белый (холодный, нейтральный и тёплый): чистота, невинность, цвет вне времени и сочетается с чем угодно. Он отражает много света, поэтому атмосфера будет стерильно чистой, яркой и простой. Глубже понять возможность влияния на психику белого цвета настоятельно рекомендуем ознакомиться с материалом о температуре белого света.

Синий (длина волны 450-500 нм): цвет неба и воды — расслабление и спокойствие. Это отличный выбор цвета для спальни из-за его успокаивающего эффекта. Использование синего в рабочем пространстве способствует спокойствию и может повысить производительность. Говорят, что синий снижает аппетит, поэтому он не может быть хорошим выбором для ресторанов или столовых.

Зелёный (длина волны 500-570 нм): листва дерева, травяной луг с выпавшей росой, зелёный говорит о природе и свежести. Это очень легкий цвет для глаз, а также он связан с безопасностью. Зеленый — очень хороший выбор для спален, гостиных, залов ожидания или где вы хотите, чтобы люди чувствовали себя спокойно и безопасно.

Желтый (длина волны 570-590 нм): цвет осторожности, но он также может выглядеть солнечным и веселым. Это самый трудный цвет для глаз, и исследования показывают, что люди легче выходят из себя в желтых комнатах, чем в комнатах других цветов. Думайте об использовании желтого как акцента, а не как основного цвета комнаты или рабочего пространства.

Оранжевый или янтарный (длина волны 590-610 нм): свежие фрукты, апельсины, этот цвет говорит нам о тропиках и тёплых странах. Имеет черты красного и желтого — энергия плюс бодрость. Это цвет, который стимулирует умственную деятельность, поэтому отлично подходит для офиса или рабочего пространства. И мест где требуется добавить теплоты.

Красный (длина волны 610-760 нм): страсть, кровь, цвет любви, красный — эмоциональный и стимулирующий. Мы используем красный цвет в стоп-сигналах авто и светофоров, потому что красный цвет определенно привлекает внимание. Поэтому убедитесь, что все красные элементы в комнате идеальны, потому что это первое, на что глаз обратит внимание.

Но, не смотря на то, что мы теперь стали лучше разбираться в физике и знаем нужную нам длину волны нашего желаемого светильника, всё равно, прежде чем купить нужно сначала его «попробовать» небольшим кусочком, особенно выбирая монохромный (неизменяемый) цвет свечения светодиодного источника света.

Для более подробной консультации Вы можете прислать нашим специалистам фото, эскиз или чертёж Вашего объекта и они смогут подобрать оптимальную модель светодиодной ленты, учитывая все особенности интерьера и Ваши пожелания.

Ваш почтовый адрес не будет доступный публике. Заполните поля с пометкой *

Источник

Технические характеристики и параметры светодиодов

Существует множество светодиодов различных форм, размеров, мощностей. Однако любой светодиод — это всегда полупроводниковый прибор, в основе которого — прохождение тока через p-n-переход в прямом направлении, вызывающее оптическое излучение (видимый свет).

Принципиально все светодиоды характеризуются рядом конкретных технических характеристик, электрических и световых, о которых мы и поговорим далее. Данные характеристики вы сможете найти в даташите (в технической документации) на светодиод.

Электрические характеристики — это: прямой ток, прямое падение напряжения, максимальное обратное напряжение, максимальная рассеиваемая мощность, вольт-амперная характеристика. Световые параметры — это: световой поток, сила света, угол рассеяния, цвет (или длина волны), цветовая температура, световая отдача.

Прямой номинальный ток (If – forward current)

Номинальный прямой ток — это ток, при прохождении которого через данный светодиод в прямом направлении, производитель гарантирует паспортные световые параметры данного источника света. Другими словами, это рабочий ток светодиода, при котором светодиод точно не перегорит, и сможет нормально работать на протяжении всего срока эксплуатации. В этих условиях p-n-переход не будет пробит и не перегреется.

Кроме номинального тока есть еще такой параметр, как пиковый прямой ток (Ifp – peak forward current) – максимальный ток, который можно пропускать через переход лишь импульсами длительностью по 100 мкс при коэффициенте заполнения не более DC = 0.1 (точные данные — см.даташит). Теоретически максимальный ток — это предельный ток, который кристалл может выдерживать лишь кратковременно.

На практике величина номинального прямого тока зависит от размера кристалла, от типа полупроводника, и лежит в диапазоне от единиц микроампер до десятков миллиампер (для светодиодных сборок типа COB — еще больше).

Прямое падение напряжения (Vf – forward voltage)

Прямое падение напряжения на p-n-переходе, вызывающее номинальный ток светодиода. Напряжение прикладывается к светодиоду так, что анод имеет положительный потенциал относительно катода. В зависимости от химического состава полупроводника, от длины волны оптического излучения, различаются и прямые падения напряжения на переходе.

Кстати, по прямому падению напряжения можно определить химический состав полупроводника. А вот приблизительные диапазоны прямых падений напряжений для различных длин волн (цветов света светодиодов):

Инфракрасные светодиоды с длиной волны более 760 нм на базе арсенида галлия имеют характерное падение напряжения менее 1,9 В.

Красные (например галлия фосфид — от 610 нм до 760 нм) — от 1,63 до 2,03 В.

Оранжевые (галлия фосфид — от 590 до 610 нм) — от 2,03 до 2,1 В.

Желтые (галлия фосфид, от 570 до 590 нм) — от 2,1 до 2,18 В.

Зеленый (галлия фосфид, от 500 до 570 нм) — от 1,9 до 4 В.

Синий (селенид цинка, от 450 до 500 нм) — от 2,48 до 3,7 В.

Фиолетовый (индия-галлия нитрид, от 400 до 450 нм) — от 2,76 до 4 В.

Ультрафиолетовый (нитрид бора, 215 нм) — от 3,1 до 4,4 В.

Белые (синий или фиолетовый с люминофором) — около 3,5 В.

Максимальное обратное напряжение (Vr – reverse voltage)

Максимальное обратное напряжение светодиода, как и любого светодиода, — это такое напряжение, при прикладывании которого к p-n-переходу в обратной полярности (когда потенциал катода больше потенциала анода) происходит пробой кристалла, и светодиод выходит из строя. Подавляющее большинство светодиодов имеют обратное максимальное напряжение в районе 5 В. Для сборок COB – еще больше, а для инфракрасных светодиодов бывает и до 1-2 вольт.

Максимальная мощность рассеяния (Pd — total power dissipation)

Эта характеристика измеряется при температуре окружающей среды в 25°C. Это та мощность (зачастую в мВт), которую корпус светодиода еще способен рассеивать непрерывно, и не перегорит. Она вычисляется как произведение падения напряжения на текущий через кристалл ток. Если это значение будет превышено (произведение напряжения на ток), то очень скоро кристалл будет пробит, произойдет его тепловое разрушение.

Вольт-амперная характеристика (ВАХ — график)

Нелинейная зависимость тока через p-n-переход от приложенного к переходу напряжения, называется вольт-амперной характеристикой (сокращенно — ВАХ) светодиода. Эта зависимость изображается в даташите графически, и по имеющемуся в распоряжении графику можно очень просто увидеть, какой ток при каком напряжении пойдет через кристалл светодиода.

Характер ВАХ зависит от химического состава кристалла. ВАХ оказывается очень полезна при проектировании электронных устройств со светодиодами, ведь благодаря ей можно без поведения практических измерений узнать, какое напряжение необходимо приложить к светодиоду, чтобы получить заданный ток. Еще с помощью ВАХ можно более точно подобрать к диоду токоограничительный резистор.

Сила света, световой поток (luminous intensity, luminous flux)

Световые (оптические) параметры светодиодов измеряются еще на стадии их производства, при нормальных условиях и на номинальном токе через переход. Температура окружающей среды принимается равной 25°C, устанавливается номинальный ток, и измеряются сила света (в Кд — кандела) или световой поток (в Лм — люмен).

Под световым потоком в один люмен понимают световой поток, испускаемый точечным изотропным источником с силой света, равной одной канделе, в телесный угол в один стерадиан.

Слаботочные светодиоды характеризуются непосредственно силой света, которая указывается в милликанделах. Кандела — это единица силы света, а одна кандела — это сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540·1012 Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

Другими словами, сила света количественно отражает интенсивность светового потока в определенном направлении. Чем меньше угол рассеяния — тем больше будет сила света светодиода при одном и том же световом потоке. Например сверхъяркие светодиоды обладают силой света в 10 и более кандел.

Угол рассеяния светодиода (Viewing angle)

Эта характеристика часто описывается в документации на светодиоды как «двойной угол половинной яркости тэта», и измеряется в градусах (deg-degrees-градусы). Название именно таково, поскольку светодиод как правило имеет фокусирующую линзу, и яркость не по всему углу рассеяния получится равномерной.

Вообще этот параметр может лежать в диапазоне от 15 до 140°. У SMD светодиодов этот угол шире, чем у выводных собратьев. Например 120° для светодиода в корпусе SMD 3528 — это нормально.

Длина волны света (Dominant Wavelength)

Измеряется в нанометрах. Характеризует цвет излучаемого светодиодом света, который в свою очередь зависит от длины волны и от химического состава полупроводникового кристалла.

Инфракрасное излучение имеет длину волны более 760 нм, красный цвет — от 610 нм до 760 нм, желтый — от 570 до 590 нм, фиолетовый — от 400 до 450 нм, ультрафиолетовый — менее 400 нм. Белый свет выделяется при помощи люминофоров из ультрафиолетового, фиолетового или синего.

Цветовая температура (CCT — Color Temperature)

Данная характеристика задается в документации на белые светодиоды и измеряется в кельвинах (К). Холодный белый (около 6000К), теплый белый (около 3000К), белый (около 4500К) — точно показывает оттенок белого света.

В зависимости от цветовой температуры, цветопередача будет разной, и воспринимается человеком белый цвет с разной цветовой температурой — по разному. Теплый свет более комфортен, он лучше подойдет для дома, холодный — больше подходит общественным помещениям.

Для светодиодов, применяемых для освещения сегодня, данная характеристика находится в районе 100 Лм/Вт. Мощные модели светодиодных источников света превзошли компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), и достигают 150 и более Лм/Вт. По сравнению с лампами накаливания, светодиоды превосходят их по световой отдаче более чем в 5 раз.

В принципе, световая отдача численно показывает, насколько эффективен источник света в плане энергопотребления: сколько ватт требуется для получения определенного количество света — сколько люмен наватт.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник